例談“虛擬實(shí)驗(yàn)情景”類試題的解題策略

■丁榮昌

“給定實(shí)驗(yàn)情景”類試題，側(cè)重考查同學(xué)們的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰驮u(píng)價(jià)能力等。這類試題或根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模筮x擇儀器、藥品;或評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案;或分析相關(guān)問(wèn)題，提出自己的見(jiàn)解;或處理實(shí)驗(yàn)信息數(shù)據(jù);或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等。試題最大的特點(diǎn)是立意往往具有創(chuàng)新性，但其問(wèn)題的設(shè)置具有一定的梯度，一般設(shè)問(wèn)都能在課本上找到“影子”，這就為解決此類試題提供了足夠的空間，同時(shí)，也為我們提供了一個(gè)很好的復(fù)習(xí)策略。現(xiàn)例析歸納如下，供同學(xué)們參考。

例題由一種短周期金屬元素和一種非金屬元素組成的化合物X，可與水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。某校興趣小組用如圖1所示裝置(夾持裝置略去)對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

圖1

(1)儀器G的名稱是____，B中干燥紅色石蕊試紙變藍(lán)，則單質(zhì)M的電子式為_(kāi)___。

(2)化合物X(相對(duì)分子質(zhì)量為83)中含組成單質(zhì)M的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.9%，寫出X與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：___。

(3)裝置E中試劑Z為_(kāi)___(填化學(xué)式)，裝置E的作用是____。

(4)若不通過(guò)E、F兩裝置，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明D中發(fā)生了反應(yīng)(不通過(guò)觀察D中固體顏色發(fā)生變化)：___。

(5)若裝置A中固體樣品含有雜質(zhì)(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，某同學(xué)通過(guò)測(cè)定F中單質(zhì)M在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積和固體樣品的質(zhì)量，以確定固體樣品中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。判斷該方案是否可行，并說(shuō)明原因：___。

解析：本實(shí)驗(yàn)要求對(duì)“化合物X”進(jìn)行探究，由題意可知，該物質(zhì)可以水解，可以使干燥紅色石蕊試紙變色，可以與CuO(弱氧化劑)反應(yīng)。課本中的“影子”是Na3N可做汽車安全氣囊。分析給定情景可以看出A應(yīng)為水解驗(yàn)證裝置，且水解后生成一種堿性氣體，高中要求掌握的堿性氣體只有NH3，因?yàn)镹H3易溶于水，所以E為安全裝置。

(1)儀器G的名稱是分液漏斗。B中干燥紅色石蕊試紙變藍(lán)，說(shuō)明A中產(chǎn)生了NH3，NH3與CuO在加熱條件下反應(yīng)生成的單質(zhì)M為N2，其電子式為︰N??N︰。(2)化合物X中含氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.9%，X應(yīng)為氮與活潑金屬形成的氮化物。設(shè)X的化學(xué)式為M3Nx，則16.9%，解得x≈1，故M的相對(duì)原子質(zhì)量為，則X為Na3N。Na3N與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na3N+3H2O══3NaOH+NH3↑。(3)裝置E中試劑Z為CCl4，裝置E的作用是吸收未反應(yīng)的NH3并防止倒吸。(4)若不通過(guò)E、F兩裝置，可稱量反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量，通過(guò)固體質(zhì)量的變化證明D中發(fā)生了反應(yīng)(不通過(guò)觀察D中固體顏色發(fā)生變化)。(5)該方案不可行，因?yàn)檠b置A中生成的NH3不可能完全與CuO反應(yīng)。

點(diǎn)評(píng)：本題有點(diǎn)探究性實(shí)驗(yàn)的影子，此類題最大的特點(diǎn)是考查學(xué)生的化學(xué)思維方法，沒(méi)有就實(shí)驗(yàn)本身下定論，而是要求學(xué)生自己開(kāi)動(dòng)腦筋進(jìn)行探究，自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)對(duì)大家的思維能力有較高層次的要求，它對(duì)同學(xué)們掌握科學(xué)知識(shí)和方法、體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和思維習(xí)慣都具有不可替代的作用。解答探究性實(shí)驗(yàn)試題時(shí)，首先，要緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，這是解答后面所有設(shè)問(wèn)的一個(gè)靈魂；其次，要注意尋找課本中所學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停凑页銎洹坝白印?，從而把陌生的?wèn)題轉(zhuǎn)化為相對(duì)熟悉的環(huán)境；最后，要注意化學(xué)用語(yǔ)的規(guī)范性，對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作的描述要注意操作的完整性及連續(xù)性，切忌口語(yǔ)化。